JP2016041004A

JP2016041004A - 直流モータ（ｄｃモータ）において、回転子（ロータ）に永久磁石とブラシを使用し、固定子（ステータ）に電磁石を使用して固定の整流子により固定子の電磁石の電流を切り換えるモータ。

Info

Publication number: JP2016041004A
Application number: JP2014176417A
Authority: JP
Inventors: 信夫山腰; Nobuo Yamakoshi; 憲央山腰; Norihiro Yamakoshi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2016-03-24

Abstract

【課題】低コストで、高速回転可能な小型のＤＣモータを提供する。
【解決手段】永久磁石のＮ極とＳ極を有する回転子（ロータ）と、回転軸に絶縁体（樹脂等）で取り付けられたブラシ２、３と、固定電磁石を使用した固定子（ステータ）と、固定の整流子６と、固定の整流子６の両横に取り付けられた電源を供給するための固定のスリツプリング７、８とを設ける。固定の整流子６、固定のスリツプリング７、８は絶縁体（樹脂等）１２で絶縁、固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシ付き直流モータ（ＤＣモータ）に関するものである。

従来、整流子をもちいたＤＣモータは回転子に巻線（コイル）するため回転子が大きくなり全体も大きくなる。このため、小型化の障害になっていた。また回転子の突極が複雑なため巻線コストがかかった。

特許文献１；特開２００８−６１４７１号公報
国際公開番号；ＷＯ２００７−１２２７６７号公報
非特許文献
公開特許公報；特開２００６−６０９８２号公報

（１）整流子付ＤＣモータは回転子に巻線が必要なため小型化が困難であった。
（２）巻線のためのコストがかかった。
（３）回転子に永久磁石を使用し固定子に電磁石を使用したＤＣモータはあったが、電子制御回路が必要であった。また、この電子回路を使用したＤＣモータでは、自動車に使用されているセルモータのように発電用に併用使用することはできない。

回転子に永久磁石（Ｎ極、Ｓ極）とブラシを樹脂などで回転軸（シャフト）に取り付ける。固定子（ステータ）に電磁石を使用し、整流子は固定して使用する。固定の整流子の両横に固定のスリップリングを樹脂などの絶縁体で取り付ける両横のスリップリングに電源プラス（＋）マイナス（−）をつなぐ、このスリップリングの電気を回転子に取り付けたブラシにより固定整流子に流す、流れた電気を固定子（ステータ）の電磁石の巻線コイルに流れ、これにより固定子（ステータ）の電磁石は回転子が回るとブラシと整流子により巻線コイルの電気は＋−入れ替わりＮ極からＳ極にＳ極はＮ極に変り、回転子はさらに回る。
回転子にＮ極Ｓ極１対のほか２対以上取り付けも可能でその時は電磁石も６個以上取り付け整流子片も６個以上取り付けできる。Ｎ極Ｓ極１対の時も電磁石を３個以上４個５個６個多数取り付けても整流子片を４個５個６個多数に増加すれば問題ない。ブラシの数も２対から４対に増加が可能である。従来のＤＣモータではブラシを４対にすることが困難であったが、この発明では容易にできる。

（１）この発明により整流子付ＤＣモータは回転子に電磁石が不要となり、永久磁石とブラシを取付ければよく小型化ができる。
（２）回転子にコイルを巻くコスト（手間）がなくなりコストダウンができる。
コイルは固定子に必要であるが自動巻きも可能でコイルを固定子の突極に固定して取付けるだけでよい。遠心力が働かないため回転子のようにコイルが飛び出す心配がない。固定子のコイルも薄くするなどできる。
（３）この発明の固定整流子を使用すれば電子回路などは不要となる。
（４）この発明により、このモータを発電機として使用する時は、回転子が従来のコイル巻きに比べ小さく軽くなるため、より小さい回転力で発電が可能である。
（５）回転子の永久磁石（Ｎ極Ｓ極）２対以上で、固定子の電磁石が多数の時ブラシの数を容易に増加が可能である。
（６）電子回路を使用しないため自動車用のセルモータとして使用してもモータから発電、発電からモータ、として使用できる。
（７）回転子に永久磁石だけを使用した自動車用セルモータはない。

本発明に使用する固定整流子図及び回転ブラシとの関係固定整流子と回転ブラシの関係モータの断面図回転子（永久磁石）とブラシの取り付け図

以下本発明の実施の形態を説明する。
回転子（ロータ）に永久磁石のＮ極とＳ極（１）とブラシ（２）と（３）を回転軸（４）に絶縁体（樹脂等）（５）で取り付け、固定子（ステータ）に電磁石（１０）を使用し、整流子（６）も固定して使用する。固定の整流子（６）の横に固定のスリップリング（７）と（８）を取り付けて置く、このスリップリング（７）と（８）に電源プラス（＋）とマイナス（−）をつなぐ、このスリップリングの電気を回転子に取り付けたブラシ（２）と（３）により固定の整流子（６）へ流す、整流子（６）に流れた電気を固定子（ステータ）の電磁石（１０）の巻線コイル（９）に流す、これにより巻線コイルの電気は＋−入れ替わりＮ極はＳ極に、Ｓ極はＮ極に変り、回転子はまた回る、従来の回転子に電磁石を使用したＤＣモータより回転子のバランスが取り易く小型で高速のＤＣモータが完成する。

１永久磁石の回転子ＮとＳ２ブラシ
３ブラシ４回転軸（シャフト）
５絶縁体（樹脂等）６固定整流子
７固定スリップリング８固定スリップリング
９巻線コイル１０固定電磁石（鉄心）
１１スプリング１２絶縁体（樹脂等）
１３銅線

従来のモータより小型、軽量で強力なモータを製作できるため自動車産業や航空機産業に利用できる可能性大と思われる。他家庭電器産業、ＯＡ機器、模型用モータ、小型工具用モータ、直流発電用モータに利用できる。

Claims

ブラシ付き直流モータ（ＤＣモータ）において、
回転子に永久磁石（Ｎ、Ｓ極）１対とブラシ（樹脂付き）２対（１８０度離れて付く）のみを取り付け、固定子に電磁石３個以上と固定のスリップリング２個と固定整流子３片以上（電磁石の数と同数の数片）を持ったＤＣモータ。
ブラシ付き直流モータ（ＤＣモータ）において、
回転子に永久磁石（Ｎ、Ｓ極）２対以上とブラシ（樹脂付き）２対以上のみを取り付け、固定子に電磁石３個以上と固定のスリップリング２個と固定整流子３片以上（電磁石の数と同数の数片）を持ったＤＣモータ。